Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2282
Title: เครื่องวัดความหนาของโลหะชุบ
Authors: ธัชชัย สุมิตร
นเรศร์ จันทน์ขาว
สุวิทย์ ปุณณชัยยะ
Email: Tatchai.S@Chula.ac.th
Suvit.P@Chula.ac.th
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. ภาควิชานิวเคลียร์เทคโนโลยี
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. ภาควิชานิวเคลียร์เทคโนโลยี
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. ภาควิชานิวเคลียร์เทคโนโลยี
Subjects: การวัดความหนา
โลหะ--การชุบแข็ง
นิวเคลียร์สเปกโตรสโคปี
Issue Date: 2532
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ที่จะพัฒนาเครื่องวัดความหนาของโลหะเคลือบผิวที่มีราคาประหยัดเคลื่อนย้ายได้สะดวก และให้ผลรวดเร็วโดยใช้เทคนิคนิวเคลียร์ ได้ใช้เทคนิคการกระเจิงกลับของรังสีเบตา และเทคนิคการเรืองรังสีเอกซ์ในการศึกษาการวัดความหนาของทองคำที่เคลือบบนทองแดงในช่วงความหนา 0.83-8.05 ไมครอน และดีบุกที่เคลือบบนแผ่นเหล็กในช่วงความหนา 3.9-10.9 กรัมต่อตารางเมตร ต้นกำเนิดรังสีเบตาที่ใช้มี 3 ชนิดซึ่งให้พลังงานของรังสีเบตาต่างกัน คือ คาร์บอน -14 คลอรีน -36 และสตรอนเชียม -90 โดยใช้หัววัดรังสีไกเกอร์-มูลเลอร์วัดรังสีเบตา สำหรับการวัดรังสีเอกซ์ใช้หัววัดรังสีเอกซ์แบบพรอพอร์ชันนัลบรรจุก๊าซนีนอน ในการทำให้เกิดรังสีเอกซ์เรืองของดีบุกได้ใช้ต้นกำเนิดรังสีเหล็ก -55 ความแรง 740x10 [ยกกำลัง 6] เบคเคอร์เรลเป็นตัวกระตุ้น และรังสีเอกซ์เรืองของเหล็ก ทองแดง และดีบุก ใช้ต้นกำเนิดรังสีอะเมริเซีบม -241 ความแรง 1.11x10[ยกกำลัง9] เบคเคอร์เรล เป็นตัวกระตุ้น ผลการวิจัยยังแสดงให้เห็นว่า เทคนิคการเรืองรังสีเอกซ์มีความไวสูงกว่าเทคนิคการกระเจิงกลับของรังสีเบตา แต่เทคนิคทั้งสองสามารถใช้ในการวัดความหนาของโลหะเคลือบผิวได้ดีทั้งคู่ ทั้งในช่วงต่ำกว่าและในช่วงเป็นไมครอนโดยที่ความถูกต้องขึ้นอยู่กับชิ้นงานมาตรฐานที่ใช้การปรับเทียบ อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้ต้นกำเนิดรังสีคลอรีน -36 และสตรอนเชียม -90 ไม่สามารถใช้ความหนาของดีบุกในช่วงนี้ได้ เนื่องจากรังสีเบตามีพลังงานสูงเกินไป โดยเหตุที่ว่าเทคนิคการกระเจิงกลับของรังสีเบตาใช้วัสดุอุปกรณ์ที่ถูกกว่าการเรืองรังสีเอกซ์ประมาณ 10 เท่า จึงได้เลือกพัฒนาเครื่องต้นแบบซึ่งใช้เทคนิคนี้ โดยใช้วัดสุอุปกรณ์ที่มีราคาประหยัดซึ่งหาได้ในประเทศ ยกเว้นหัววัดรังสีและสารรังสีสำหรับการทำต้นกำเนิดรังสี เครื่องต้นแบบประกอบด้วย ต้นกำเนิดรังสี 2 ชนิด คือ คาร์บอน-14 ความแรง 5.5x10[ยกกำลัง 6] เบคเคอเรล และสตรอนเชียม -90 ความแรง 37x10[ยกกำลัง 6] เบคเคอเรล หัววัดรังสีแบบไกเกอร์-มูลเลอร์ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 3 เซนติเมตร ยาว 4 เซนติเมตร และเครื่องนับรังสี NT-1801 พร้อมเครื่องพิมพ์ และอุปกรณ์เชื่อมโยงสัญญาณ ต้นกำเนิดรังสีคาร์บอน-14 ใช้สำหรับวัดความหนาของทองคำในช่วงต่ำกว่า 3 ไมครอน และดีบุกในช่วงต่ำกว่า 10 กรัมต่อตารางเมตร โดยมีความผิดพลาดไม่เกิน 0.11 ไมคอน และ 0.4 กรัมต่อตารางเมตรตามลำดับ เมื่อวัดรังสี นาน 5 นาที และมีต้นกำเนิดรังสีสตรอนเชียม-90 สำหรับวัดความหนาของทองคำในช่วงสูงกว่า 3 ไมครอน โดยมีความผิดพลาดไม่เกิน 0.5 ไมครอน ในช่วงความหนา 3-8 ไมครอน เมื่อใช้เวลานับรังสี 3 นาที
Other Abstract: The purpose of this research was to develop a portable, low-cost instrument for rapid measurement of coating thickness using nuclear technique. The measurements of gold plated on copper in the range of 0.83-8.05 m and tin on steel in the range of 3.9-10.9 g/m[superscript2] were investigated by using beta backscattering and x-ray fluorescence (XRF) techniques. To provide different beta energies, three beta sources were used i.e. C-14, C1-36 and Sr-90. The Sn L x-rays was excited by a 740 MBq Fe-55 source while Fe K x-rays, Cu K x-rays and Au L x-rays were excited by a 1.11 GBq Am-241. A GM counter and a xe-filled proportional counter were used for beta and x-rays measurements respectively. The results indicated that the XRF technique was superior to the beta backscattering technique in terms of sensitivity of the measurements. Furthermore, the two techniques showed their capabilities in the measurement of coating thickness in submicron range to micron range with accuracy depending upon the standards used inthe calibration procedure. However, the measurement of tin thickness in this range could not be done with C1-36 and Sr-90 sources since the beta energies were too high. A prototype of the beta backscatter gauge was finally designed and constructed using low-cost components locally available except for the GM tube and the radioactive materials used for beta sources. This would be about 10 times less expensive than the XRF equipment. The prototype developed consisted of a 5.5 MBq C-14 and a 37 MBq Sr-90 sources; a 3 cm diameter and 4 cm long GM tube; and NT-1801 portable counter; and a printer with a printer interface. The C-14 source was used for measuring gold thickness below 3 microns and tin thickness below 10 g/m[superscript 2] with errors of less than 0.11 micron and 0.4 f/m[superscirpt2] respectively for 5 minute counting time. The Sr-90 was used for measuring gold thickness above 3 microns. For gold thickness between 3-8 microns and 3-minute counting time the error was found to be less than 0.5 micron.
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2282
Type: Technical Report
Appears in Collections:Eng - Research Reports

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Tachchai(pur).pdf9.41 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.